近日,络明芯发布多款车规级/工业级36V 2A/3A/4A同步降压恒压芯片IS32PM342x系列,进一步丰富了汽车电源/工业电源解决方案。该系列芯片采用自适应恒定导通时间(ACOT)环路控制实现对输出电压的快速精准调节,具有响应快,效率高,低功耗,超低EMI,外围器件少等优点,适合于通用车身电源模块,例如:多路氛围灯,ISD日行灯/尾灯,动态尾灯等汽车照明电源供电,以及汽车仪表盘,娱乐导航,ADAS,HUD,DMS等各种应用场合。
IS32PM3427工作电压范围为3.8V~36V,内部集成功率MOS管(上管80mΩ、下管40mΩ),最大输出电流4A。该芯片拥有业界领先的各项参数,如超低功耗,1uA超低关断电流,25uA静态电流,以节省电池功耗。可配置输出电压范围1V~24V,输出电压精度在常温可达到±1%,在-40℃~150℃范围内可达到±2% 。芯片工作频率高达2.2MHz ,采用无引线WFCQFN-14 (3mm × 4mm) 超小封装,可消除开关振铃,结合内置的扩频功能,实现优异EMI性能。芯片外围器件少,PCB占用空间小,可大大降低整个系统BOM成本。芯片工作效率最高可达95%。该芯片可配置轻载时自动切换到PFM模式,5V/100mA效率高达91%左右。芯片内置完善的故障检测和保护机制,包括输出短路,输出过压,PGOOD状态输出,过热关断等保护。该系列芯片已经通过AEC-Q100 grade1认证,-40℃~150℃工作结温,可以满足汽车电子系统严苛的应用环境需求。
图1、IS32PM3427典型应用
01 轻载两种工作模式可选择
1)PFM模式;
当配置为PFM工作模式,可以实现超低的静态功耗和全负载范围较高的工作效率。PFM模式下,IS32PM3427静态电流可低至25uA,工作效率可达到95%。
2)FCCM模式。
当配置为FCCM工作模式,芯片在全负载范围内以固定开关频率工作,输出纹波大大减小,系统EMI大大降低。图2、PFM&FCCM效率对比。图3、4,输出纹波对比。
效率对比
图2、FCCM&PFM效率对比
纹波对比
图3、PFM&FCCM输出纹波对比
图4、FCCM相同电流不同频率输出纹波对比
02 优秀的EMI性能
封装工艺(Flip chip on lead frame)
IS32PM3426/27采用无引线WFCQFN-14封装(外围尺寸3mm X 4mm),能够有效减小寄生参数,大降低EMI发射,同时增强散热能力。图5、振铃测试对比。
图5、振铃测试
封装设计
采用输入对称的封装设计,上管、下管与两个Vin滤波电容可以分别组成两个高频电流回路,两个回路中的高频电流方向相反;可以巧妙地抵消近场磁场,进而减小EMI辐射发射。PCB设计时,推荐将输入电容对称布局,且尽量靠近芯片,从而更好的发挥芯片对称输入的结构优势。图6、引脚设计和layout参考。
图6、引脚设计&PCB 布局参考
扩频技术
内置扩频技术,可以将集中在开关频率上的能量分散到开关频率附近的频段,从而减小开关频率及倍频处的EMI噪声。
图7、扩频测试
EMI实测表现
以下输出5V/4A,2层板,加共模电感,PASS CSPRS5 class 5 测试
以下是输出5V/4A,4层板,不加共模电感,PASS CSPRS5 CLASS 5测试
03 IS32PM342x系列选型
IS32PM3426/27主要特性
输入电压范围:3.8V~36V
输出电压精度:±1%(25℃),±2 %(-40℃~150℃)
输出电压范围:1V~24V
最大输出电流:2A(PM3426)/4A (PM3427)
可调工作频率:100KHz~2.2MHz
关断电流:1uA(典型),超低静态电流:25uA(典型)
效率高达93%(5V/3A)
轻载效率高达91%(5V/100mA)
FPWM PIN选择轻载FCCM或PFM工作模式
支持扩频,优化EMI性能
内置环路补偿和软启动
输出电压故障提醒
故障保护功能
√ 逐周期限流保护
√ 精确的UVLO保护
√ 输出过压保护
√ 输出短路保护
√ VDD欠压保护
√ TSD保护
符合AEC-Q100 grade 1认证
超小封装:WFCQFN-14 (3mm × 4mm)
工作结温度:-40~150℃
IS32PM3420A/B独有特性
最大输出电流:3A
固定工作频率:400KHz
满载效率高达91%(5V/3A)
轻载效率高达90%(5V/100mA)
输出电压故障提醒(PM3420A)
可配置FCCM或PFM轻载工作模式(PM3420B)
封装:SOP-8-EP
关于络明芯
络明芯微电子(Lumissil),是全球技术领先的集成电路设计企业,其分支机构分布于厦门、武汉、苏州、合肥、深圳、上海、北京、中国香港、美国、日本、新加坡、欧洲、印度和韩国及其它地区。主要产品为用于中低功率的RGB混色和高功率照明应用的LED驱动、音频驱动、电源、MCU和传感器、GreenPHY和有线通信等各种集成电路芯片。主要应用于汽车;通信;工业、医疗、家电;消费电子等市场。更多资料请关注我们的官网:http://www.lumissil.com.cn